高拉速连铸

高效连铸知识问答1．什么是高效连铸？答：高效连铸通常定义为五高：即整个连铸坯生产过程是高拉速、高质量、高效率、高作业率、高温铸坯。

陆着市场经济的深入发展，应当添加高经济效益(大幅度降成本)这一项最直接的指标；另外，高自动控制也提到日程上来了。

目前，国内的方坯高效连铸(以150方为例)，应在单流年产15万吨~20万吨合格普碳钢铸坯的水平、板坯应在100万-150万吨合格铸坯的水平。

其铸坯每吨的成本也在逐年降低。

连铸机的全程自动控制水平也在逐年提高。

2．高效连铸技术有哪些主要内容?答：高效连铸技术是一项系统的整体技术，实现高效连铸需要工艺、设备、生产组织和管理、物流管理、生产操作以及与之配套的炼钢车间各个环节的协调与统一。

主要技术内容如下：(1)保证适宜的钢水温度、最佳的钢水成分．并保证其稳定性的连铸相关配套技术。

(2)供应清洁的钢水和良好流动性钢水的连铸相关技术。

(3)连铸的关键技术—高冷却强度的、导热均匀的长寿结晶器总成(包括结晶器整体结构、精密水套、导热均匀的曲面铜管等等)。

(4)高精度、长寿的结晶器振动装置是高效连铸关键技术之一，这其中包括振动装置硬件的优化及结晶器振动形式、振动工艺参数的软件优化。

以往高效连铸采用的半板簧、全板簧及高频小振幅正弦波形起到了一定的正面效果。

目前，中冶连铸研制的新型串接式全板簧振动装置，其精度更高，整体刚度增强，寿命长，对促进高效连铸进一步发展将起到重要作用。

该装置可采用液压传动或机械传动，液压传动可增加正滑脱时间，提高保护渣用量，减小上振速度峰值，降低拉坯阻力，降低负滑脱时间，使振痕深度相应减小。

机械传动可以降低成本，更易于，推广使用。

(5)保护渣技术。

众所周知，保护渣与拉速相匹配，拉速提高后，保护渣黏度等指标要相应改进，保证用量不减或在允许范围内减少，以保证铸坯的高质量。

因此，连铸高效化后必须有低黏度、低熔点、高熔化速度、大凝固系数的保护渣。

保护渣技术是连铸高效化的一项关键技术。

提高拉速对铸坯质量的影响及相应措施在连铸生产的诸多技术参数中，拉速（以下用来表示）是至关重要的一种。

对铸机产量和铸坯质量都有极为重要的影响。

纵观连铸的发展史，提高是一个重要的方面。

连铸的技术进步主要也是围绕着的提高来实现的。

提高可以增加铸机产量，减少铸机台数或铸坯流数，还可以提高铸坯表面温度有利于热送。

近年来薄板坯连铸的问世，要求将提高到更高的水平。

决定了连铸机的生产效率。

近年来，我国推广使用高拉速、高连浇率、高作业率和高铸坯质量的高效率连铸机。

然而高拉速和高铸坯质量往往是相互矛盾的，我们的任务是要根据钢种和产品质量要求，通过采用相关技术，使连铸机的拉速和铸坯质量协调发展。

1 近年来提高连铸拉速的相关技术高效连铸的核心技术是高拉速。

近年来，国内外在提高连铸拉速方面的研究工作取得了显著成绩，许多与提高的配套技术已投入生产应用。

例如：1）采用二冷动态配水技术。

连铸坯作业中过高，容易造成铸坯凝固时间不充分。

二冷动态配水最主要的功能是对铸坯进行热跟踪，根据跟踪结果对二冷水进行调节。

在连铸过程中，带液芯的铸坯在二冷区约有80%的热量传出，来完成液芯凝固及坯壳冷却过程。

如果使用的二冷技术不得当，使得矫直时铸坯表面温度低于900度，正好位于脆性区，那么铸坯在矫直力作用下形成表面裂纹。

还可能由于二次冷却不均匀，使得铸坯表面温度呈现周期性回升，而引起坯壳膨胀，产生中间裂纹和皮下裂纹。

针对这些不足，动态二冷配水技术保证了铸坯表面温度的平稳，有利于铸坯质量的稳定和提高；保证了生产的顺行，避免了生产事故，减小了现场操作人员的操作强度；缩短了热换中包的时间，适应了提高的要求。

2）采用漏钢预报技术。

连铸坯作业中过高，冷却时间不充分，容易造成黏附性漏钢。

漏钢对连铸生产危害巨大，轻者引起双浇、堵塞喷嘴、减少金属收得率；重者严重损害设备，引起缺流、烧坏二冷装置、中断连铸、钢水回炉等；还可能对操作者自身造成伤害，影响生产的正常进行，造成停产。

连铸工艺流程介绍将高温钢水浇注到一个个的钢锭模内，而是将高温钢水连续不断地浇到一个或几个用强制水冷带有“活底”(叫引锭头)的铜模内(叫结晶器)，钢水很快与“活底”凝结在一起，待钢水凝固成一定厚度的坯壳后，就从铜模的下端拉出“活底”，这样已凝固成一定厚度的铸坯就会连续地从水冷结晶器内被拉出来，在二次冷却区继续喷水冷却。

带有液芯的铸坯，一边走一边凝固，直到完全凝固。

待铸坯完全凝固后，用氧气切割机或剪切机把铸坯切成一定尺寸的钢坯。

这种把高温钢水直接浇注成钢坯的新工艺，就叫连续铸钢。

【导读】：转炉生产出来的钢水经过精炼炉精炼以后，需要将钢水铸造成不同类型、不同规格的钢坯。

连铸工段就是将精炼后的钢水连续铸造成钢坯的生产工序，主要设备包括回转台、中间包，结晶器、拉矫机等。

本专题将详细介绍转炉（以及电炉）炼钢生产的工艺流程，主要工艺设备的工作原理以及控制要求等信息。

由于时间的仓促和编辑水平有限，专题中难免出现遗漏或错误的地方，欢迎大家补充指正。

连铸的目的: 将钢水铸造成钢坯。

将装有精炼好钢水的钢包运至回转台，回转台转动到浇注位置后，将钢水注入中间包，中间包再由水口将钢水分配到各个结晶器中去。

结晶器是连铸机的核心设备之一，它使铸件成形并迅速凝固结晶。

拉矫机与结晶振动装置共同作用，将结晶器内的铸件拉出，经冷却、电磁搅拌后，切割成一定长度的板坯。

连铸钢水的准备一、连铸钢水的温度要求：钢水温度过高的危害：①出结晶器坯壳薄，容易漏钢；②耐火材料侵蚀加快，易导致铸流失控，降低浇铸安全性；③增加非金属夹杂，影响板坯内在质量；④铸坯柱状晶发达；⑤中心偏析加重，易产生中心线裂纹。

钢水温度过低的危害：①容易发生水口堵塞，浇铸中断；②连铸表面容易产生结疱、夹渣、裂纹等缺陷；③非金属夹杂不易上浮，影响铸坯内在质量。

二、钢水在钢包中的温度控制：根据冶炼钢种严格控制出钢温度，使其在较窄的范围内变化；其次，要最大限度地减少从出钢、钢包中、钢包运送途中及进入中间包的整个过程中的温降。

摘要高效连铸通常定义为五高：即整个连铸坯生产过程是高拉速、高质量、高效率、高作业率、高温铸坯。

本设计的容主要包括简单的介绍了我国与世界铸钢技术的发展轨迹与未来连铸技术的发展方向。

简单的介绍连铸机机型特点与选择使用的方法。

本设计主要是从提高连铸机拉速和提高连铸机作业率两方面着手。

从而提高连铸机设备的坚固性、可靠性和自动化水平，达到长时间的无故障在线作业，提高连铸机作业率水平。

连铸工序采用多项先进技术，使得单线布置紧凑，使产品质量、生产成本、生产效率得到了优化。

关键词：连铸机型方坯连铸铸坯质量结晶器优化AbstractEfficient continuous casting is usually defined as five high : that the entire billet production process is high speed 、high quality 、 high efficiency、high operating rates. High temperature slab.The design covers the brief introduction to China and the world steel technology development path and future direction of continuous casting technology. Brief characteristics of continuous casting machine models and select the method used. This design is mainly to increase speed and improve the continuous casting machine continuous casting machine of two aspectsContinuous casting machine equipment to enhance the robustness, reliability and automation level, to achieve long trouble-free online operations and increase the rate of horizontal continuous casting machine operation. Continuous casting process uses a combination of advanced technology, making single compact layout, product quality, production costs, production efficiency has been optimized.Key words: continuous casting billet Slab qualityMold Optimization目录摘要IABSTRACT II第一章绪论11.1连续铸钢技术简介11.2世界连铸技术的发展11.3连续铸钢的优越性71.3.1传统连铸进入工业成熟期的技术发展71.3.2连续铸钢技术的最新发展与未来81.4我国铸钢技术的开发与应用12第二章连铸机的机型和特征142.1连铸机的机型和特点142.2连铸机的结构特征162.3连铸机机型的选择17第三章总体设计183.1总体方案的确立183.2弧形连铸机总体设计计算与确定183.2.1铸坯断面193.2.2冶金长度（液心长度）203.2.3拉坯速度233.2.4连铸机生产能力的计算263.2.5连铸机生产能力的计算273.2.6校核铸坯是否完全凝固283.2.7带液一点矫直的可能性293.2.8连铸机流数的计算30第四章振动装置设计与计算314.1结晶器的振动参数314.2振动机构的驱动功率（P）334.2.1振动总负荷334.2.2动负荷334.2.3驱动功率P的计算34第五章 PROENGINEER软件简介34PROE的简介：34第六章结论41参考文献43附录45致48第一章绪论1.1 连续铸钢技术简介连续铸钢是一项把钢水直接浇铸成形的节能新工艺，它具有节省工序、缩短流程，提高金属收得率，降低能量消耗，生产过程机械化和自动化程度高，钢种扩大，产品质量高等许多传统模铸技术不可比拟的优点。

为什么高效连铸特别强调保证浇注钢水温度2010-03-19 22:02适宜的钢水温度（不同的钢种有不同的温度要求）可使高效连铸生产获得高质量的铸坯；而钢水过热度提高，钢坯坯壳减薄，钢水易于二次氧化，夹杂物增多，耐材严重冲蚀，易出现较肚、漏钢、柱状晶发达、中心偏析严重、缩孔严重等一系列问题。

高效连铸的生产实践和理论都得出了相同结论，即低温浇铸是提高拉速及改善铸坯质量的重要手段之一。

当然，温度低要有界限，温度过低会出现钢水流动性差、水口冻结、夹杂物难以上浮等问题。

所以高效连铸特别强调要保证浇注钢水温度；即钢水浇注温度均匀稳定地保证在规定的范围内。

高效连铸机的钢包支撑装置的特点高效连铸机的钢包支撑无论是回转台还是三包位行走小车，都应该做到换包快捷，易于上水口，易于阻挡下渣，最好能配有耐用的动态称重装置，以适合多炉连浇、保护浇铸等高效连铸的基本要求。

高效连铸机对中间包的要求（1）中间包容量大，钢水液面深度要保证足够的夹杂物上浮时间。

目前，年产60万吨的4机4流高效方坯连铸机中间包容量可达25吨，液面溢流标高900mm。

（2）中间包要有最佳温度场及热流分布（通过内腔形状，坝、挡墙等方法获取），以达到各水口之间的温度尽可能的均匀，即外侧水口与内侧水口温度差在±3℃为好。

（3）高效连铸由于连浇炉数高，要求中间包外壳体及底部不变形；炉衬经久耐用，最好是整体喷涂。

耐材不易腐蚀脱落污染钢水，尤其水口要经久耐用，最好配置水口快速更换装置。

高效连铸机对中间包车的要求高效连铸机作业率高，因此要求中间包车的事故率要低。

中间包车的升降系统要可靠耐用，升降平稳，以适应保护浇铸的要求。

称重装置尤其应可靠，使用寿命长，保证监控中间包液面高度，使中间包液面稳定，波动小，满足高效连铸的需要。

中间包车的横向移动要平稳精确，保证水口与结晶器的准确对位。

目前小方坯上多采用高低腿门式中间包车，这种中间包车易于操作，采用液压驱动，更快捷、平稳。

连续铸钢技术项目设计方案1.1 连铸技术的发展概况连续铸钢是钢铁冶金领域内发展最快、最受重视和最为成功的技术之一，其原因在于连铸技术具有显著的技术经济优越性，是钢铁生产流程中结构优化的重要环节。

转炉的发明者亨利·贝塞麦(Herry Bessemer)于1846年首先提出了连续浇注的概念并于1857 年获得专利权。

从那时以来，近一个世纪的时间里，世界上的一些冶金工作者在连续浇铸技术方面进行了有益的探索，上世纪三十代，德国人容汉斯开创性的提出结晶器振动法，浇注铜铝合金获得成功，使有色合金的连续铸造应用于生产，金属(铜、铝)的连续铸造获得了工业应用。

但钢液的连续浇铸却始终没有获得工业化[1]。

钢的连铸取得突破性进展是由1945 年，容汉斯(S.Junghans)及其合作者罗西(I.Rossi)采用了振动式结晶器代替以前的固定式结晶器，解决了固定式结晶器拉坯漏钢的难题，钢水的连铸才首次获得成功。

1950 年容汉斯和曼内斯曼(Mannesmann)公司合作，建成了世界上第一台能浇铸 5 t 钢水的连铸机[2]。

钢水连铸获得巨大成功的另一重要的技术关键是英国人哈里德(Halliday)提出的“负滑脱(Negative Slip)”的概念。

“负滑脱”能够有效地防止了凝固壳与结晶器的粘结和更好地改善润滑。

20 世纪40 年代，德国建成了第一台浇注钢水的实验性连铸机。

连铸技术在20 世纪50 年代初开始步入工业应用阶段，70 年代以后钢的连铸技术迅速发展，80 年代连铸技术日臻完善，一个国家的连铸技术水平的高低己成为衡量其钢铁工业现代化程度的重要标志。

20 世纪90 年代，随着钢的连铸技术的日益成熟，连铸技术又有新的重大发展。

从那时以来，薄板坯连铸(连轧)技术在世界上获得了重大发展;薄带连铸技术也受到广泛重视，进行了深入研究；高效连铸技术随之出现，并获得了迅速发展。

今天，钢的连铸技术无论从深度和广度上，都远远超过了20 世纪80年代的水平。

在连铸过程中，钢水在结晶器内形成坯壳，初始坯壳是在钢液与保护渣交界之处开始形成的，故起到了隔绝空气，防止钢水二次氧化的作用。

保护渣随着结晶器的振动，从弯月面处流入结晶器和坯壳的气隙中。

由于结晶器的冷却作用，熔渣沿着结晶器壁在初生的坯壳表面形成凝固的渣皮。

渣皮随着结晶器向下振动而被带到下方，在坯壳与结晶器之间形成了保护渣层，随着拉速的提高，钢水与结晶器壁的热交换加强，坯壳表面升温，此时的保护渣层被加热而形成熔融状态的渣膜，用来润滑铸坯坯壳与结晶器壁，防止“黏结”现象产生。

结晶器上部，由于坯壳紧贴结晶器壁而受到急剧冷却，而下部由于坯壳的收缩产生的气隙，致使热阻增加，导出热量减少。

恰好渣膜均匀地填充其中，既减少了结晶器上部的热传导又加速了结晶器下部的热传导，促进坯壳的均匀生长，防止热裂纹的产生。

随着拉坯连续进行，保护渣不断地被带出结晶器。

为保证连续浇注必须不断地分批向结晶器内添加相应量的保护渣。

通常保护渣耗量为吨钢0.5kg左右。

为了保证各渣层具有合适的厚度，添加新保护渣时要做到勤加、少加，黑渣操作。

问：保护渣的主要理化性能指标有哪些项目？[答]：检验保护渣理化性能的指标主要有：（1）熔化温度。

由于多组分的熔渣通常没有固定的熔点，因而把具有一定流动性时的温度定义为“熔化温度”，通常称之为“半球点”。

（2）熔化速度。

熔化速度是指保护渣在一定温度下单位时间内其熔化的量。

（3）分熔倾向。

渣粉在熔化过程中总是低熔点的组分先熔化，高熔点的组分后熔化，由此会破坏熔渣层的均匀性。

（4）黏度。

黏度是指保护渣在一定温度下的粘滞程度，一般是在1300℃时测定的。

（4）表面张力。

表面张力是研究渣—钢界面现象和界面反应的重要参数。

问：结晶器保护渣与浸入式水口的作用有哪些？[答]：结晶器保护渣的作用是：（1）隔绝空气，保护结晶器液面不受空气二次氧化；（2）绝热保温；（3）吸收钢液中上浮的夹杂物；（4）润滑凝固坯壳并改善凝固传热。